CN106225802A - 一种远程无线通信的电梯里程表 - Google Patents

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许有才
李珺
郭澍
李新仕
苟敏
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Kunming University of Science and Technology
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Abstract

本发明公开了一种远程无线通信的电梯里程表,其包括传感器信号采集模块、单片机处理模块、无线通信模块和移动终端,其特征在于,所述传感器信号采集模块通过信号放大电路、滤波电路与所述单片机处理模块连接,所述单片机处理模块与所述无线通信模块和显示模块连接,本发明通过设置无线通信的电梯曳引机里程表来为电梯使用频繁度提供量化指标,这在很大程度上降低了电梯质检人员的工作强度,为未来电梯质检系统的完善奠定了理论基础。而且,本发明采用无线网络进行传输,并采用移动终端设备进行接收,提高了对电梯里程监测的实时性和方便性,通过ZigBee通信模块和GPRS通信模块相组合的方式进行无线通信,提高了通信的可靠性和远程性。

Description

一种远程无线通信的电梯里程表
技术领域
本发明涉及一种远程无线通信的电梯里程表,属于电梯质检技术领域。
背景技术
随着城市越来越快的发展,高层建筑不断增多,电梯变得至关重要,是高层建筑的主要交通工具。电梯是一种特殊的运输设备,它能够频繁的启动和制动,在楼层间循环操作往返运行。在电梯使用过程中,常常会发生电梯困人、操作不灵、电梯坠落等故障,电梯的运行状态影响人们的生命和财产安全。但电梯质检水平依然停留在最初的完全靠人力检测的状态,这与电梯质检需求不适应,电梯质检水平急需提高。
电梯在当今时代以及今后将成为经济发展和城市建设中必不可少的重要设备,也将在人们的日常生活中发挥越来越重要和关键的作用,加强对电梯安全性能的检测,提高电梯运行的可靠性,学习先进的检测技术,将高效的质检方法运用到电梯质检中,对于保证乘坐人员的身心健康具有重要意义。
至今为止,电梯质检仍以电梯使用年限为准来判断其是否合格,这种方法存在很多弊端。例如不同的电梯在使用过程中的使用频率及运行距离是不同的,其可使用寿命会受到影响,目前的质检水平针对这一情况就不能很好的处理,这样很可能会使不经常使用的电梯提前被更换,或者高频使用的电梯发生意外事故。
因此,需要开发一种能够有效的衡量电梯使用频繁度情况的装置,以便对电梯质检提供指导数据,以保证电梯的安全和使用效率,降低质检员的质检强度。
发明内容
本发明针对现有的技术问题,提供一种远程无线通信的电梯里程表,目的是能够有效的衡量电梯使用情况的装置,以便对电梯质检提供指导数据,拟解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种远程无线通信的电梯里程表,其包括传感器信号采集模块、单片机处理模块、无线通信模块和移动终端,其特征在于,所述传感器信号采集模块通过信号放大电路、滤波电路与所述单片机处理模块连接,所述单片机处理模块与所述无线通信模块和显示模块连接,所述传感器信号采集模块包括霍尔元件、磁片和旋转编码器,其中,所述磁片安装于电梯的曳引轮上,所述霍尔元件安装于离电梯的曳引轮一定距离的一固定位置,以便使得曳引轮每旋转一圈,霍尔元件与磁片产生一个信号脉冲给旋转编码器,旋转编码器对信号进行处理后输出,可完成信号采集工作,采集的信号传输给单片机进行存储运算,得出所测里程数,采用所述无线通信模块传送给移动终端,并显示在移动终端的显示模块中。
进一步,作为优选,所述传感器信号采集模块包括反光板、光电开关和光接收器,其中,所述反光板安装于曳引轮上,所述光电开关安装于某一固定位置,以便使得一旦反光板离开光路,所述光收光器收不到光时,光电开关就动作,输出一个开关控制信号,即可完成信号采集工作,采集的信号经整形后传输给单片机处理模块进行存储运算,得出所测里程数,同样采用所述无线通信模块传送给移动终端,并显示在移动终端的显示模块中。
进一步,作为优选,所述无线通信模块包括ZigBee通信模块和GPRS通信模块,其中,所述ZigBee通信模块设置在电梯内,所述ZigBee通信模块与所述单片机处理模块连接,所述ZigBee通信模块采用TCP/IP协议转换器与GPRS无线基站无线通信连接,以便当ZigBee模块传送所需的数据到GPRS无线模块时,所述GPRS无线模块对接收到的数据进行TCP/IP协议转换,再以GPRS数据包的形式传送至GPRS无线基站,数据经过GPRS无线基站传送到GPRS服务支持节点,GPRS服务支持节点与GPRS网关支持节点进行通信,GPRS网关支持节点将接收到的数据进行处理后发送至Internet,在Internet和数据采集服务器之间采用防火墙进行隔离,确保数据的安全性,数据接收移动终端接入Internet,接收传送的数据。
进一步,作为优选,所述霍尔元件采用霍尔传感器HAL202。
进一步,作为优选,所述单片机处理模块采用单片机STM32F103芯片。
进一步,作为优选,所述光接收器包括光电二极管、光电三极管和光电池。
进一步,作为优选,各个模块的电路中的端口均转化成专用工业标准的差分接口。
进一步,作为优选,所述移动终端为手机、平板电脑或者手提电脑
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过设置无线通信的电梯曳引机里程表来为电梯使用频繁度提供量化指标,这在很大程度上降低了电梯质检人员的工作强度,为未来电梯质检系统的完善奠定了理论基础。而且,本发明采用无线网络进行传输,并采用移动终端设备进行接收,提高了对电梯里程监测的实时性和方便性,通过ZigBee通信模块和GPRS通信模块相组合的方式进行无线通信,提高了通信的可靠性和远程性。
附图说明
图1是本发明的一种远程无线通信的电梯里程表的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明提供一种技术方案:一种远程无线通信的电梯里程表,其包括传感器信号采集模块、单片机处理模块、无线通信模块和移动终端,其特征在于,所述传感器信号采集模块通过信号放大电路、滤波电路与所述单片机处理模块连接,所述单片机处理模块与所述无线通信模块和显示模块连接,所述传感器信号采集模块包括霍尔元件、磁片和旋转编码器,其中,所述磁片安装于电梯的曳引轮上,所述霍尔元件安装于离电梯的曳引轮一定距离的一固定位置,以便使得曳引轮每旋转一圈,霍尔元件与磁片产生一个信号脉冲给旋转编码器,旋转编码器对信号进行处理后输出,可完成信号采集工作,采集的信号传输给单片机进行存储运算,得出所测里程数,采用所述无线通信模块传送给移动终端,并显示在移动终端的显示模块中。所述霍尔元件采用霍尔传感器HAL202,旋转编码器可以选择为ZSP38061000脉冲 1000线 ABZ三相 5-24V ,霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,可以以磁场作为载体来测量力、位移、速度、角度等物理量。在本次设计中可以直接用霍尔元件来完成信号的采集,霍尔传感器输出脉冲送入单片机进行计数,单片机检测到的转数用于行程的累加。
由于霍尔器件结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污、水汽等的污染或腐蚀,是比较优选的方案。
作为另一实施例,所述传感器信号采集模块包括反光板、光电开关和光接收器,其中,所述反光板安装于曳引轮上,所述光电开关安装于某一固定位置,以便使得一旦反光板离开光路,所述光收光器收不到光时,光电开关就动作,输出一个开关控制信号,即可完成信号采集工作,采集的信号经整形后传输给单片机处理模块进行存储运算,得出所测里程数,同样采用所述无线通信模块传送给移动终端,并显示在移动终端的显示模块中。所述光接收器包括光电二极管、光电三极管和光电池。其中,光敏二极管是现在最常见的传感器。光电传感器光敏二极管的外型与一般二极管一样,只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口,以便于光线射入,为增加受光面积,PN结的面积做得较大,光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下,并与负载电阻相串联,当无光照时,它与普通二极管一样,反向电流很小称为光敏二极管的暗电流;当有光照时,载流子被激发,产生电子-空穴,称为光电载流子。此外,光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。角反射板是结构牢固的发射装置,它由很小的三角锥体反射材料组成,能够使光束准确地从反射板中返回。它可以在与光轴0~25的范围改变发射角,使光束几乎是从一根发射线,经过反射后,仍从这根反射线返回。
在单片机对采集的数据进行处理时,单片机获得外部中断信号的次数,即传感器采集信号的次数,而由于最后要求显示的结果为电梯运行的里程数,所以对原先的程序进行修改。当曳引轮每旋转一圈,传感器采集四个信号,采集的信号总数用mm表示,所以曳引轮旋转的圈数为,曳引轮的周长为,所要显示的里程数为圈数与周长的乘积。这里假设曳引轮半径为10,所以里程数 。只需对jj进行改动就可以显示所需里程数。
其中,所述无线通信模块包括ZigBee通信模块和GPRS通信模块,其中,Zigbee模块选择为CC2530模块;GPRS无线模块可以选择为COMWAY WG-8010-485 GPRS DTU。所述ZigBee通信模块设置在电梯内,所述ZigBee通信模块与所述单片机处理模块连接,所述ZigBee通信模块采用TCP/IP协议转换器与GPRS无线基站无线通信连接,以便当ZigBee模块传送所需的数据到GPRS无线模块时,所述GPRS无线模块对接收到的数据进行TCP/IP协议转换,再以GPRS数据包的形式传送至GPRS无线基站,数据经过GPRS无线基站传送到GPRS服务支持节点,GPRS服务支持节点与GPRS网关支持节点进行通信,GPRS网关支持节点将接收到的数据进行处理后发送至Internet,在Internet和数据采集服务器之间采用防火墙进行隔离,确保数据的安全性,数据接收移动终端接入Internet,接收传送的数据。所述单片机处理模块采用单片机STM32F103芯片。由于使用的环境比较恶劣,在设计磁旋转编码器时要考虑环境对编码器的干扰,因此需要将各个模块的电路中的端口均转化成专用工业标准的差分接口。所述移动终端为手机、平板电脑或者手提电脑。只需在移动终端上安装与本发明适配开发的APP,用户就可以随时随地查看电梯里程表的实时数据,操作方便快捷。
本发明通过设置无线通信的电梯曳引机里程表来为电梯使用频繁度提供量化指标,这在很大程度上降低了电梯质检人员的工作强度,为未来电梯质检系统的完善奠定了理论基础。而且,本发明采用无线网络进行传输,并采用移动终端设备进行接收,提高了对电梯里程监测的实时性和方便性,通过ZigBee通信模块和GPRS通信模块相组合的方式进行无线通信,提高了通信的可靠性和远程性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种远程无线通信的电梯里程表,其包括传感器信号采集模块、单片机处理模块、无线通信模块和移动终端,其特征在于,所述传感器信号采集模块通过信号放大电路、滤波电路与所述单片机处理模块连接,所述单片机处理模块与所述无线通信模块和显示模块连接,所述传感器信号采集模块包括霍尔元件、磁片和旋转编码器,其中,所述磁片安装于电梯的曳引轮上,所述霍尔元件安装于离电梯的曳引轮一定距离的一固定位置,以便使得曳引轮每旋转一圈,霍尔元件与磁片产生一个信号脉冲给旋转编码器,旋转编码器对信号进行处理后输出,可完成信号采集工作,采集的信号传输给单片机进行存储运算,得出所测里程数,采用所述无线通信模块传送给移动终端,并显示在移动终端的显示模块中。
2.根据权利要求1所述的一种远程无线通信的电梯里程表,其特征在于:所述传感器信号采集模块包括反光板、光电开关和光接收器,其中,所述反光板安装于曳引轮上,所述光电开关安装于某一固定位置,以便使得一旦反光板离开光路,所述光收光器收不到光时,光电开关就动作,输出一个开关控制信号,即可完成信号采集工作,采集的信号经整形后传输给单片机处理模块进行存储运算,得出所测里程数,同样采用所述无线通信模块传送给移动终端,并显示在移动终端的显示模块中。
3.根据权利要求1所述的一种远程无线通信的电梯里程表,其特征在于:所述无线通信模块包括ZigBee通信模块和GPRS通信模块,其中,所述ZigBee通信模块设置在电梯内,所述ZigBee通信模块与所述单片机处理模块连接,所述ZigBee通信模块采用TCP/IP协议转换器与GPRS无线基站无线通信连接,以便当ZigBee模块传送所需的数据到GPRS无线模块时,所述GPRS无线模块对接收到的数据进行TCP/IP协议转换,再以GPRS数据包的形式传送至GPRS无线基站,数据经过GPRS无线基站传送到GPRS服务支持节点,GPRS服务支持节点与GPRS网关支持节点进行通信,GPRS网关支持节点将接收到的数据进行处理后发送至Internet,在Internet和数据采集服务器之间采用防火墙进行隔离,确保数据的安全性,数据接收移动终端接入Internet,接收传送的数据。
4.根据权利要求1所述的一种远程无线通信的电梯里程表,其特征在于:所述霍尔元件采用霍尔传感器HAL202。
5.根据权利要求1所述的一种远程无线通信的电梯里程表,其特征在于:所述单片机处理模块采用单片机STM32F103芯片。
6.根据权利要求2所述的一种远程无线通信的电梯里程表,其特征在于:所述光接收器包括光电二极管、光电三极管和光电池。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种远程无线通信的电梯里程表,其特征在于:各个模块的电路中的端口均转化成专用工业标准的差分接口。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种远程无线通信的电梯里程表,其特征在于:所述移动终端为手机、平板电脑或者手提电脑。
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